1.微生物系统代谢工程与合成生物学 挖掘植物天然产物的合成途径，研究微生物宿主合成天然产物的调控网络，开发新型调控元件；研发高产菌株工程改造、定向进化及高效筛选的新策略，开发新型底盘宿主，以产品和工业菌株需求为导向，从实现从“致知”到“致用”，定位基础研究促进技术革新。 2.农业微生物资源及产品开发 挖掘生物固氮、生物溶磷、杀虫抗病、动物健康、环境应用等农业微生物种质资源，解析重要农业微生物的结构与功能，研究示农业微生物－宿主－环境相互作用，改良和创造功能性农业微生物种质资源，创制新型高效安全的微生物产品，定位农业微生物应用基础研究，并向应用开发延伸。